水稻作为全球重要作物之一，在保障粮食安全方面发挥关键作用。协同提升水稻产量与品质一直是育种工作的核心目标。Waxy和ALK是调控稻米蒸煮食味品质的两个关键基因，然而这两个基因的不同单倍型组合如何影响产量、食味品质及加工外观品质，至今未得到充分探究。如何根据不同Waxy和ALK组合的品质特性，指导设计培育符合多样化消费者偏好的水稻品种，仍有待阐明。
近日，Journal of Genetics and Genomics在线发表华中农业大学李旭副研究员团队题为“Rational design for rice eating and cooking quality via combination of the Waxy and ALK haplotypes”的研究论文。该研究发现Waxy基因对产量和品质具有多效性影响，ALK基因主要通过微调支链淀粉结构影响食味品质和加工外观品质，为水稻设计育种提供了基因资源和理论基础。
研究团队采用基因组育种方法，在黄华占背景下构建了6种Waxy和5种ALK单倍型的30个不同组合的近等基因系，其中包括新挖掘的基因内重组单倍型ALKe。三季的产量性状考察结果表明，Waxy通过影响千粒重和结实率影响单株产量，且受环境温度的调控。多元线性回归分析表明，Waxy在精米食味品质调控中起主效作用。高糊化温度单倍型通过降低支链淀粉短链比例、增加中间链比例，提高稻米糊化温度和胶稠度，从而降低米饭硬度、改善食味值。然而在高温环境下，高糊化温度单倍型导致籽粒淀粉颗粒间空腔数量增加，垩白度显著升高，降低整精米率。相较黄华占，Wxb-ALKe组合可改善食味值，加工外观品质优良，且不影响产量，具有广阔的应用前景。该研究综合分析了不同Waxy和ALK单倍型组合的品质性状，为稻米品质多元化改良提供了重要依据。
ALKe可小幅提高胶稠度改善食味值且不影响产量
综上所述，该研究阐明了Waxy和ALK不同单倍型组合对稻米产量性状、食味品质、加工品质、外观品质及淀粉结构的影响，为稻米品质设计育种提供新策略。
作者简介
华中农业大学生命科学技术学院博士生蔡元康为该论文第一作者，李旭副研究员为通讯作者。华中农业大学水稻团队张庆路、欧阳亦聃教授、肖景华副教授、何予卿教授和张启发教授参与了该项研究。相关工作得到农业科技重大专项、生物育种国家重大科技专项、国家自然科学基金等项目资助。
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